Соединение стальной конструкции

Соединения деталей и элементов металлических, железобетонных и других конструкций бывают неразъемными (сварные и заклепочные) и разъемными (болтовые). Все соединения конструкций, выполняемые на строительстве, называют монтажными.

Сварные соединения. На строительстве применяют, как правило, ручную дуговую сварку с помощью стальных электродов со специаль­ным покрытием. Вещества, входящие в состав покрытий, способствуют горению электрической дуги и при плавлении образуют шлаки и газы, которые защищают расплавленный металл сварного шва от окисления. Электроды изготовляют диаметром 1,5...4,0 мм, длиной 250...450 мм. Каждому виду металла соответствует свой тип электрода с определен­ным покрытием.

Заклепочные соединения предназначены для конструкций, воспри­нимающих большие динамические нагрузки. Заклепка представляет собой круглый стержень с головкой. Стержень вводят в подготовленное отверстие в соединяемых деталях, головку прижимают поддержкой, а выступающую часть стержня ударами обжимки расплющивают, обра­зуя замыкающую головку. При этом стержень утолщается, полностью заполняет высверленное отверстие и элементы конструкции соединя­ются наглухо. Заклепки обычно изготовляют из низкоуглеродистой пластичной стали Ст2 и СтЗ.

Болтовые соединения нетрудоемки и достаточно надежны даже в особо нагруженных конструкциях. Болты для монтажных соединений изготовляют диаметром 6...24 мм с интервалом 2 мм. Завертывают их так, чтобы в теле болта создалось напряжение 150...200 МПа. При этом используются упругие свойства стали: благодаря напряжению в теле болта соединяемые элементы сжимаются очень плотно.

Применение стали в строительстве

В строительстве сталь используют для изготовления конструкций, армирования железобетонных конструкций, устройства кровли, подмостей, ограждений, форм железобетонных изделий. Правильный выбор марки стали обеспечивает экономный расход стали и успешную работу конструкции.

Для изготовления несущих (расчетных) сварных и клепаных конструкций рекомендуют следующие виды сталей: мартеновскую —марок ВМСтЗпс (сп, кп), низколегированную—марок 15ГС, 14Г2, 10Г2С, 10Г2СД; природно-легированную — марок 15ХСНД, 10ХСНД; кислородно-конвертерную — марок ВКСтЗсп (пс, кп).

Стали марок Ст4 и Ст5 рекомендуют для конструкций, не имеющих сварных соединений, и для сварных конструкций, воспринимающих лишь статические нагрузки.

Сталь для конструкций, работающих на динамические и вибрационные нагрузки и предназначенных для эксплуатации в условиях низких температур, должна дополнительно проверяться на ударную вязкость при отрицательных температурах.

Для армирования железобетонных конструкций сталь применяют в виде стержней, проволоки, сварных сеток, каркасов. Арматурная сталь может быть горячекатаная (стержневая) и холоднотянутая (проволочная). По форме сталь чаще всего бывает круглая, а для улучшения сцепления — периодического профиля. В отдельных случаях для повышения механических свойств сталь обрабатывают наклепом и применяют термическую обработку.

Стержневую арматуру в зависимости от механических свойств делят на классы: A-I, A-1I, А-Ш, A-IV.При обозначении класса термически упрочненной арматурной стали добавляют индекс «т.» (например, Ат-Ш), упрочненную вытяжкой — «в» (например, А-Шв).

Символы в обозначении класса арматуры означают следующие: А – стержневая арматура, Т – термическая обработка, С – свариваемая, К - коррозионностойкая

Арматурная проволока может быть холоднотянутой класса B-I (низкоуглеродистой) для ненапрягаемой арматуры и класса В-П (углеродистой) для напрягаемой арматуры. Для обычного армирования преимущественно применяют арматурную сталь классов А-Ш (марок 25Г2С, 35ГС и др.), А-Н (марок Ст5) и обыкновенную арматурную проволоку, а при особом обосновании также A-I (марки СтЗ) и А-Пв. Для предварительно напряженного армирования используют высокопрочную проволоку, арматурные пряди и арматуру класса A-IV (марок 30ХГ2С, 20ХГСТ, 20ХГ2Ц и другие низколегированные стали), а также упрочненную вытяжкой сталь класса А-Шв (марок 35ГС, 25Г2С).

Сортамент прокатного металла и металлоизделий в строительстве разнообразен: сортовая сталь, прокатная сталь листовая, уголки, швеллеры, двутавры, трубы и другие служат основой для изготовления металлических конструкций (балки, колонны, фермы и т.д.). На сортаменты имеются ГОСТы наиболее рациональных типов профилей и частоты их градаций.

Сортовая сталь: круглая (диаметром 10...210 мм) применяется для изготовления арматуры, скоб, болтов; квадратная (сторона квадрата 10...100 мм); полосовая (шириной 12...20 мм)—для изготовления связей, хомутов, бугелей.

Сталь листовая включает листы толщиной от 4......160 мм, шириной 600...3800 мм; тонколистовая кровельная— черная и оцинкованная толщиной до 4 мм; широкополочная толщиной 6...60 мм, шириной 200...1500 мм, длиной 5... 12 м.

Уголковые профили (равнополочные и неравнополочные) выпускают площадью сечения 1,0...140 см².

Швеллеры характеризуются сечением швеллеров и определяются его номером, который соответствует высоте стенки швеллера в сантиметрах.

Двутавры — основной балочный профиль — разнообразны по типам; обозначаются номером, соответствующим их высоте в сантиметрах.

Трубы круглые имеют диаметр 8... 1620 мм. Трубы могут быть квадратного и прямоугольного сечения.

В строительстве также широко применяют специальные профили и металлические материалы: стальные канаты и проволоку, профилированные - настилы.

Вопрос № 4. Перечислите изделия из стали, применяемые, в строительстве и заполните таблицу №1.

(Перечислите все, а три предложенных вида изделия опишите в таблице)

Таблицу №1

Швеллер	Описание	Применение в строительстве
		·
Балки двутавровые	Описание	Применение в строительстве
		·
Стальной профильный настил	Описание	Применение в строительстве